单片机课程设计（论文）-简易电子琴

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1、燕山大学课程设计说明书燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号090103020113学生姓名黄海超专业（班级）检测一班设计题目简易电子琴设计技术参数设计一简易电子琴，按下不同按键，能够发出不同的声音。通过每个按键的控制使单片机系统输出不同频率的脉冲，经过扬声器发出不同频率音调。演奏一首歌曲。设计要求设计电子琴的键盘电路（包括硬件电路）；编制相应的程序。工作量设计的内容满足课程设计的教学目的与要求，设计题目的难度和工作量适合学生的知识和能力状况，工作量饱满。工作计划查阅

2、资料进行设计准备、设计硬件电路、编制程序，编制程序、验证设计、撰写任务书。参考资料单片微型计算机接口技术及其应用张淑清国防工业出版社单片机应用技术汇编指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年6月29日第24页共24页燕山大学课程设计说明书摘要………………………………………………………………31功能及原理简介…………………………………………………41.1功能的简介……………………………………………………41.2音乐产生原理及代码值的计算………………………

3、…………42硬件系统的设计…………………………………………………72.189C51芯片简介………………………………………………72.2蜂鸣器的电路连接及实现……………………………………92.34X4矩阵键盘部分…………………………………………103软件系统的设计…………………………………………………123.1程序的设计思想及执行流程…………………………………123.2源程序代码…………………………………………………164总结………………………………………………………………23参考文献…………………………………………

4、…………………24第24页共24页燕山大学课程设计说明书摘要：随着电子技术的发展，尤其是大规模集成电路的出现，给人类生活带来了根本性的改变。本论文着重介绍了本次课设所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，并且按照设计要求利用单片机设计微型电子琴。完成电路原理图、程序，并进行相关分析。本次课程设计的主要内容是用WAVE2000试验箱上的资源，以AT89C52单片机为核心控制元件，通过产生不同频率的脉冲信号产生出电子音调，设计一个简易的电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器等模块组成控制模块。该系统

5、运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用与参考价值。关键词：单片机；电子琴；脉冲信号第24页共24页燕山大学课程设计说明书1功能及原理简介1.1功能的简介电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，通过单片机强大的编程控制功能，控制发声的频率和拍长，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一种重要乐器。本课程设计的题目为简易电子琴的设计，通过编程控制蜂鸣器脉冲的频率和有效信号的长度，可实现如下的功能：一：4*4矩阵键盘的

6、1~E按键分别对应着个不同的音符，分为高低不同的14个音符，当按下某一按键，会发出相应的音调。按下按键时，扬声器会发出一定时长的声音。扬声器发声的时长是无法改变的，由程序设定。如果连续按动一个乐谱的音符所对应的按键，可以实现乐曲的演奏。二：程序中预存了音乐《我的中国心》乐谱对应的编码，通过矩阵键盘中的“0”键触发，当在单片机处于该音乐播放模式时，可以通过按键“F”和“E”对该音乐的播放进行暂停、播放和停止操作等控制。1.2音乐产生原理及代码值的计算不同的音符对应着不同的频率，我们可以利用不同的频率的组合，来实现不同

7、的音符的组合，即可构成我们所想要的音乐了。第24页共24页燕山大学课程设计说明书假如发生装置为脉冲型的蜂鸣器，将其连接在P1.0上。按每个音符对应的频率和拍长对P1.0施以有效的脉冲信号，即可实现对应的音乐。而对于单片机来说产生不同的频率和一定长度的脉冲信号是非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器来产生这样方波频率信号，调用一个可编程的延时函数即可控制声音的长度。因此，只需将一首歌的音阶和频率即拍长相对应即可。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到

8、此频率的脉冲。若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用AT89S52的内部定时器使其工作计数器模式工作方式1下，改变计数初值以产生不同频率的方法产生不同音阶，下面将具体介绍音符频率的计算方法。计数脉冲值与频率的关系式(如式2-1所示)是：N＝÷12÷÷2（式1-1）式中，N是产生需要脉冲所需的计数值，是单